本发明涉及废热锅炉领域，尤其涉及一种能够提升余热利用率的火管式废热锅炉。
背景技术：
废热锅炉是利用工业生产过程中的余热并产生蒸汽的锅炉，属于一种利用高温物流作为热源，并通过与水换热以产生蒸汽的换热器，既是工业生产中高温物流的冷却器，也是利用余热提供蒸汽的装置，根据高温气体在换热管内流通或是在换热管外流通，废热锅炉分为火管式废热锅炉和水管式废热锅炉，火管式废热锅炉是高温气体在换热管内流动，循环水从汽包经下降管流入锅炉底部，并在锅炉内与换热管壁接触而受热，转化为汽水混合物，汽水混合物在锅炉内上升并由上升管返回汽包，汽包内设有汽水分离装置，汽水混合物在汽包内进行汽水分离，分离出的饱和蒸汽从汽包的出气口流出，分离出的循环水再次经下降管流入锅炉进行循环加热蒸发。
现有的火管式废热锅炉，作为热源的高温气体先流入过程气进口，再从过程气进口分别流入锅炉内的多根换热管进行换热，换热后的气体从多根换热管流出后，再集中从过程气出口流出锅炉；
但是，现有的火管式废热锅炉的过程气进口的结构会造成高温气体的进气不均，使高温气体无法向各个换热管中均匀流入，导致各个换热管壁的温度不同，使循环水在锅炉内与各个换热管壁接触时的受热不均，影响换热效果并减缓汽水混合物的循环速度，降低火管式废热锅炉的余热利用率；
并且，高温气体从换热管中流出后，虽然已经在换热管内与循环水换热，使气体温度降低并让大量余热得到利用，但换热后的气体温度仍然有数百度，其中蕴含的余热仍相当可观，现有的火管式废热锅炉会将上述换热后的气体直接排出，而无法对换热后的气体中剩余的热量进行回收利用，造成高温气体中余热的浪费，降低火管式废热锅炉的余热利用率。
技术实现要素：
为解决上述现有的火管式废热锅炉余热利用率低的问题，本发明提供了一种能够提升余热利用率的火管式废热锅炉。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种能够提升余热利用率的火管式废热锅炉，包括锅炉本体和位于锅炉本体上方的汽包，汽包上设有饱和蒸汽出口，锅炉本体底部通过多个第一下降管与汽包连通，锅炉本体顶部通过多个第一上升管与汽包连通，锅炉本体的其中一端安装有前烟箱筒体，前烟箱筒体的内腔中安装有过程气进口，锅炉本体的另一端安装有后烟箱筒体，后烟箱筒体的侧壁上安装有过程气出口，后烟箱筒体远离锅炉本体的一端安装有封头，锅炉本体的内腔中设置有多个换热管，换热管的其中一端与过程气进口连通，换热管的另一端与过程气出口连通，锅炉本体的内腔中还设有若干个用于安装所述多个换热管的支撑板，
所述过程气进口为一个带有内腔的筒状结构，过程气进口远离锅炉本体一端的侧壁中部开设有用于供高温气体流入过程气进口内腔的开口，过程气进口靠近锅炉本体一端的侧壁上开设有多个与所述多个换热管相对应的用于供高温气体从过程气进口内腔流入换热管的通孔，过程气进口内腔沿锅炉本体长度方向的侧壁上连续设置有多圈环状凹槽，所述多圈环状凹槽的中轴线重合，多圈环状凹槽与过程气进口外壁的距离沿着靠近换热管方向依次减小，每圈环状凹槽靠近换热管的一端与过程气进口外壁的距离均小于该圈环状凹槽远离换热管的一端与过程气进口外壁的距离；
所述后烟箱筒体的内腔中安装有蓄热室，蓄热室为一个带有内腔的筒状结构，蓄热室靠近锅炉本体一端的侧壁上开设有多个与所述多个换热管相对应的用于供高温气体从换热管流入蓄热室内腔的通孔，蓄热室内腔中设置有用于吸收流入蓄热室内腔的气体所含热量的蓄热填料，蓄热室侧壁上开设有与所述过程气出口相对应的用于供气体从蓄热室内腔流入过程气出口的开口，蓄热室的侧壁内还开设有环绕蓄热室内腔的循环水通道，循环水通道底部安装有贯穿后烟箱筒体和蓄热室底部的进水口，所述进水口与第二下降管连接，使循环水通道底部通过第二下降管与汽包连通，循环水通道顶部安装有贯穿后烟箱筒体和蓄热室顶部的出水口，所述出水口上与第二上升管连接，使循环水通道顶部通过第二上升管与汽包连通，通过循环水与循环水通道靠近蓄热室内腔的侧壁接触，使循环水与蓄热填料进行换热以吸收蓄热填料中储存的热量。
优选的，所述蓄热填料为多个氧化铝蓄热球。
优选的，所述封头上设有封头人孔，所述锅炉本体上设有手孔，所述汽包上设有汽包人孔。
优选的，所述汽包底部开设有多个汽包排污口，所述锅炉本体底部开设有多个锅炉本体排污口，所述第一下降管和第二下降管底部均开设有下降管排污口。
优选的，所述过程气进口由耐火材料浇注而成。
根据上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种能够提升余热利用率的火管式废热锅炉，在过程气进口内腔的侧壁上连续设置有多圈环状凹槽，并且多圈环状凹槽与过程气进口外壁的距离沿着靠近换热管方向依次减小，在进气时，高温气体会沿着过程气进口内腔的侧壁而在过程气进口内腔中扩散，并且当高温气体流经凹槽流而流向换热管时，会因为凹槽的凹陷的结构特点，减缓高温气体的流速，并使部分高温气体改变流动方向而产生循环流动，使进气过程平缓均匀，同时，高温气体的循环流动也降低了高温气体与过程气进口内腔侧壁之间的摩擦作用，缓解了摩擦作用所造成的过程气进口内腔中部的高温气体的流速大于靠近过程气进口内腔侧壁的高温气体的流速的问题，减少高温气体因为流速不同而产生的进气不均，最终，本发明通过对过程气进口的改进使高温气体的进气平缓均匀，从而使高温气体可以均匀的流入各个换热管中，增加了循环水和换热管的换热效果和循环速度，提升了火管式废热锅炉的余热利用率；
本发明提供的一种能够提升余热利用率的火管式废热锅炉，在后烟箱筒体内安装有蓄热室，使经换热管换热后的气体不会直接从过程气出口排出，而会流入蓄热室内腔中并被蓄热填料吸收气体中的余热，再通过与汽包连通的循环水通道，使循环水与蓄热室内腔的侧壁接触并与蓄热填料进行换热，以吸收蓄热填料中储存的热量，换热后得到的汽水混合物流回汽包并分离出蒸汽以实现对热量的利用，最终，本发明通过蓄热室实现了对换热管换热后的气体中的余热的吸收利用，避免了现有的火管式废热锅炉将换热管换热后的气体直接排出而造成的对高温气体中余热的浪费，使本发明可以对高温气体中的余热进行充分的回收利用，提升了火管式废热锅炉的余热利用率；
本发明提供的一种能够提升余热利用率的火管式废热锅炉，过程气进口由耐火材料浇注而成，可避免过程气进口由于高温而发生变形，提升过程气进口的使用寿命；通过设置排污口以实现排污，避免锅炉和管路的堵塞，通过设置人孔和手孔，方便对锅炉和汽包的检修。
附图说明
图1为本发明的主视示意图；
图2为本发明的俯视示意图；
图3为本发明的左视示意图；
图4为本发明去除汽包后的内部结构示意图。
图中标记：1、汽包，2、锅炉本体，3、第一下降管，4、第二下降管，5、第一上升管，6、第二上升管，7、前烟箱筒体，8、过程气进口，801、环状凹槽，9、后烟箱筒体，10、过程气出口，11、封头，12、饱和蒸汽出口，13、换热管，14、支撑板，15、蓄热室，16、循环水通道，17、氧化铝蓄热球，18、封头人孔，19、手孔，20、汽包人孔，21、汽包排污口，22、锅炉本体排污口，23、下降管排污口。
具体实施方式
参见附图，具体实施方式如下：
一种能够提升余热利用率的火管式废热锅炉，包括锅炉本体2和位于锅炉本体2上方的汽包1，汽包1上设有饱和蒸汽出口12，锅炉本体2底部通过多个第一下降管3与汽包1连通，锅炉本体2顶部通过多个第一上升管5与汽包1连通，锅炉本体2的其中一端安装有前烟箱筒体7，前烟箱筒体7的内腔中安装有过程气进口8，锅炉本体2的另一端安装有后烟箱筒体9，后烟箱筒体9的侧壁上安装有过程气出口10，后烟箱筒体9远离锅炉本体2的一端安装有封头11，锅炉本体2的内腔中设置有多个换热管13，换热管13的其中一端与过程气进口8连通，换热管13的另一端与过程气出口10连通，锅炉本体2的内腔中还设有若干个用于安装所述多个换热管13的支撑板14，
所述过程气进口8为一个带有内腔的筒状结构，过程气进口8远离锅炉本体2一端的侧壁中部开设有用于供高温气体流入过程气进口8内腔的开口，过程气进口8靠近锅炉本体2一端的侧壁上开设有多个与所述多个换热管13相对应的用于供高温气体从过程气进口8内腔流入换热管13的通孔，过程气进口8内腔沿锅炉本体2长度方向的侧壁上连续设置有多圈环状凹槽801，所述多圈环状凹槽801的中轴线重合，多圈环状凹槽801与过程气进口8外壁的距离沿着靠近换热管13方向依次减小，每圈环状凹槽801靠近换热管13的一端与过程气进口8外壁的距离均小于该圈环状凹槽801远离换热管13的一端与过程气进口8外壁的距离；
所述后烟箱筒体9的内腔中安装有蓄热室15，蓄热室15为一个带有内腔的筒状结构，蓄热室15靠近锅炉本体2一端的侧壁上开设有多个与所述多个换热管13相对应的用于供高温气体从换热管13流入蓄热室15内腔的通孔，蓄热室15内腔中设置有用于吸收流入蓄热室15内腔的气体所含热量的蓄热填料，蓄热室15侧壁上开设有与所述过程气出口10相对应的用于供气体从蓄热室15内腔流入过程气出口10的开口，蓄热室15的侧壁内还开设有环绕蓄热室15内腔的循环水通道16，循环水通道16底部安装有贯穿后烟箱筒体9和蓄热室15底部的进水口，所述进水口与第二下降管4连接，使循环水通道16底部通过第二下降管4与汽包1连通，循环水通道16顶部安装有贯穿后烟箱筒体9和蓄热室15顶部的出水口，所述出水口上与第二上升管6连接，使循环水通道16顶部通过第二上升管6与汽包1连通，通过循环水与循环水通道16靠近蓄热室15内腔的侧壁接触，使循环水与蓄热填料进行换热以吸收蓄热填料中储存的热量。
所述蓄热填料为多个氧化铝蓄热球17。
所述封头11上设有封头人孔18，所述锅炉本体2上设有手孔19，所述汽包1上设有汽包人孔20。
所述汽包1底部开设有多个汽包排污口21，所述锅炉本体2底部开设有多个锅炉本体排污口22，所述第一下降管3和第二下降管4底部均开设有下降管排污口23。
所述过程气进口8由耐火材料浇注而成。
技术特征：
1.一种能够提升余热利用率的火管式废热锅炉，包括锅炉本体（2）和位于锅炉本体（2）上方的汽包（1），汽包（1）上设有饱和蒸汽出口（12），锅炉本体（2）底部通过多个第一下降管（3）与汽包（1）连通，锅炉本体（2）顶部通过多个第一上升管（5）与汽包（1）连通，锅炉本体（2）的其中一端安装有前烟箱筒体（7），前烟箱筒体（7）的内腔中安装有过程气进口（8），锅炉本体（2）的另一端安装有后烟箱筒体（9），后烟箱筒体（9）的侧壁上安装有过程气出口（10），后烟箱筒体（9）远离锅炉本体（2）的一端安装有封头（11），锅炉本体（2）的内腔中设置有多个换热管（13），换热管（13）的其中一端与过程气进口（8）连通，换热管（13）的另一端与过程气出口（10）连通，锅炉本体（2）的内腔中还设有若干个用于安装所述多个换热管（13）的支撑板（14），其特征在于：
所述过程气进口（8）为一个带有内腔的筒状结构，过程气进口（8）远离锅炉本体（2）一端的侧壁中部开设有用于供高温气体流入过程气进口（8）内腔的开口，过程气进口（8）靠近锅炉本体（2）一端的侧壁上开设有多个与所述多个换热管（13）相对应的用于供高温气体从过程气进口（8）内腔流入换热管（13）的通孔，过程气进口（8）内腔沿锅炉本体（2）长度方向的侧壁上连续设置有多圈环状凹槽（801），所述多圈环状凹槽（801）的中轴线重合，多圈环状凹槽（801）与过程气进口（8）外壁的距离沿着靠近换热管（13）方向依次减小，每圈环状凹槽（801）靠近换热管（13）的一端与过程气进口（8）外壁的距离均小于该圈环状凹槽（801）远离换热管（13）的一端与过程气进口（8）外壁的距离；
所述后烟箱筒体（9）的内腔中安装有蓄热室（15），蓄热室（15）为一个带有内腔的筒状结构，蓄热室（15）靠近锅炉本体（2）一端的侧壁上开设有多个与所述多个换热管（13）相对应的用于供高温气体从换热管（13）流入蓄热室（15）内腔的通孔，蓄热室（15）内腔中设置有用于吸收流入蓄热室（15）内腔的气体所含热量的蓄热填料，蓄热室（15）侧壁上开设有与所述过程气出口（10）相对应的用于供气体从蓄热室（15）内腔流入过程气出口（10）的开口，蓄热室（15）的侧壁内还开设有环绕蓄热室（15）内腔的循环水通道（16），循环水通道（16）底部安装有贯穿后烟箱筒体（9）和蓄热室（15）底部的进水口，所述进水口与第二下降管（4）连接，使循环水通道（16）底部通过第二下降管（4）与汽包（1）连通，循环水通道（16）顶部安装有贯穿后烟箱筒体（9）和蓄热室（15）顶部的出水口，所述出水口上与第二上升管（6）连接，使循环水通道（16）顶部通过第二上升管（6）与汽包（1）连通，通过循环水与循环水通道（16）靠近蓄热室（15）内腔的侧壁接触，使循环水与蓄热填料进行换热以吸收蓄热填料中储存的热量。
2.根据权利要求1所述的一种能够提升余热利用率的火管式废热锅炉，其特征在于：所述蓄热填料为多个氧化铝蓄热球（17）。
3.根据权利要求1所述的一种能够提升余热利用率的火管式废热锅炉，其特征在于：所述封头（11）上设有封头人孔（18），所述锅炉本体（2）上设有手孔（19），所述汽包（1）上设有汽包人孔（20）。
4.根据权利要求1所述的一种能够提升余热利用率的火管式废热锅炉，其特征在于：所述汽包（1）底部开设有多个汽包排污口（21），所述锅炉本体（2）底部开设有多个锅炉本体排污口（22），所述第一下降管（3）和第二下降管（4）底部均开设有下降管排污口（23）。
5.根据权利要求1所述的一种能够提升余热利用率的火管式废热锅炉，其特征在于：所述过程气进口（8）由耐火材料浇注而成。
技术总结
一种能够提升余热利用率的火管式废热锅炉，通过在废热锅炉过程气进口内腔的侧壁上连续设置多圈环状凹槽，并使多圈环状凹槽与过程气进口外壁的距离沿靠近换热管方向依次减小，使高温气体在进气时会因为凹槽而减缓流速，并使部分高温气体改变流动方向而产生循环流动，同时缓解了气体与过程气进口内腔之间的摩擦作用，使高温气体的进气平缓均匀；通过在后烟箱筒体内安装蓄热室，使经换热管换热后的气体不会直接流出过程气出口，而会流入蓄热室内腔中并被蓄热填料吸收余热，再通过与汽包连通的循环水通道，使循环水与蓄热室内腔的侧壁接触并与蓄热填料进行换热，实现了对换热管换热后的气体中的余热的吸收利用，提升了火管式废热锅炉的余热利用率。
技术研发人员：王学涛;张乾蔚;胡海鹏;苏晓昕;李健;邢利利;刘春梅
受保护的技术使用者：河南科技大学
技术研发日：.05.18
技术公布日：.11.20
